Anordnung zum Darstellen von Zeichen an einer Anzeigeeinheit

Abstract

 Die Anordnung enthält einen Bildwiederholspeicher (BW), in dem die an der Anzeigeeinheit (A) darzustellenden Zeichen durch binärcodierte Datenwörter (D1, D2) gespeichert sind. Unter Steuerung einer Bildsteuereinheit (BS) wird der Bildwiederholspeicher (BW) für die Anzeige zyklisch ausgelesen und die Datenwörter (D1, D2) werden einem der Anzeigeeinheit (A) vorgeschalteten Zeichengenerator (Z) zugeführt. Die Aktualisierung des Inhalts des Bildwiederholspeichers (BW) erfolgt unter Verwendung eines Mikrorechners (M). Mittels einer Schaltstufe (SS) wird jeweils während der für die Darstellung eines Zeichens an der Anzeigeeinheit (A) erforderlichen Zeitdauer der Bildwiederholspeicher (BW) wechselweise der Bildsteuereinheit (BS) oder dem Mikrorechner (M) zugeordnet, so daß die Aktualisierrung des Bildwiederholspeichers (BW) selbst bei großen Datenmengen sehr schnell erfolgen kann.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Darstellen von Zeichen an einer Anzeigeeinheit entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] Es ist bereits allgemein bekannt, in Anordnungen zum Darstellen von Zeichen an einer Anzeigeeinheit, beispielsweise bei Datensichtgeräten einen Bildwiederholspeicher zu verwenden, in dem Datenwörter gespeichert sind, die den darzustellenden Zeichen zugeordnet sind. Ein derartiger Bildwiederholspeicher wird zyklisch ausgelesen und die Datenwörter werden einer Bildsteuereinheit zugeführt, die einen Zeichengeneratcr enthält, in dem den Formen der Zeichen zugeordnete Codewörter gespeichert sind. Diese werden über eine in der Bildsteuereinheit vorgesehene Anzeigesteurung der Anzeigeeinheit zugeführt, die beispielsweise als Kathodenstrahlröhre ausgebildet ist. Die Codewörter dienen in diesem Fall zur Modulation des Kathodenstrahls. Das Einschreiben der Datenwörter in den Bildwiederholspeicher und die Aktualisierung des Bildwiederholsoeichers erfolgt üblicherweise unter Verwendung eines Mikrorechners, an dessen Bussystem der Bildwiederholspeicher angeschlossen ist.

[0003] Zur Vermeidung von Konflikten infolge eines Zugriffs der Bildsteuereinheit und des Mikrorechners zum Bildwiederholspeicher sind mehrere Anordnungen denkbar.

[0004] Eine erste Anordnung besteht aus einer Anzahl von Zeilenpuffern, die gleich ist der Anzahl der an der Anzeigeeinheit darzustellenden Zeilen. In jedem Zeilenpuffer sind soviele Zeichen speicherbar, wie in einer Zeile am Bildschirm der Anzeigeeinheit darstellbar sind. Unter Verwendung eines direkten Speicherzugriffs (DMA) wird auf den Speicher des Mikrorechners zugegriffen und die einzelnen Zeilenpuffer werden mit den jeweils neusten Datenwörtern geladen.

[0005] Bei dem neuen Telekommunikationsdienst "Bildschirmtext" ist für jedes darzustellende Zeichen ein Datenwort zu speichern, das aus einer Vielzahl von Binärzeichen gebildet wird. Für die eigentliche Darstellung des Zeichencodes sind nur 7 Binärzeichen erforderlich, jedoch werden beispielsweise noch 40 Binärzeichen für Attribute zusätzlich verwendet. Dies bedeutet, daß in diesem Fall bei einer Darstellung von 40 Zeichen in einer Zeile am Bildschirm jeder Zeilenpuffer 240 Byte umfassen muß. Bei einer Datenübertragungsrate von 2 MByte/sec ist für den direkten Speicherzugriff eine Zeitdauer von 240 usec erforderlich. Bei 24 Zeilen pro Bild sind dann für eine Erneuerung des Bildschirminhalts 5,76 msec erforderlich. Bei einer Bildwiederholfrequenz von 50 Hz ist der Mikrorechner über 28 % alleine mit der Aktualisierung der Zeichenpuffer beschäftigt und damit für weitere Aufgaben nicht verfügbar.

[0006] Bei einer zweiten Anordnung wird der Bildwiederholspeicher nicht als Zeilenpuffer ausgebildet, sondern als Speicher mit wahlfreiem Zugriff für einen vollständigen Bildschirminhalt. Das Auslesen des Bildwiederholspeichers erfolgt unabhängig vom Mikrorechner. Um auf den Bildwiederholspeicher zugreifen zu können, schreibt der Mikrorechner die Adresse derjenigen Stelle, auf die zugegriffen werden soll in einen Adressenspeicher und das neue Datenwort in einen Datenpuffer. Das Einschreiben des neuen Datenworts erfolgt beispielsweise dann, wenn die Anzeigeadresse mit der vom Mikrorechner abgegebenen Adresse übereinstimmt. Das Einschreiben kann auch in der Austastlücke, d.h. beim Zeilen- oder beim Bildrücklauf durchgeführt werden. Eine derartige Anordnung hat den Nachteil, daß der Mikrorechner abwarten muß, bis das neue Wort eingespeichert wurde. Außerdem muß der Mikrorechner außer dem Datenwort auch ein Adressenwort abgeben. Bei der Verwendung dieser Anordnung bei Bildschirmtext ist wegen der großen Anzahl der Attribute-außerdem ein großer schaltungstechnischer Aufwand erforderlich.

[0007] Bei einer dritten denkbaren Anordnung ist der Bildwiederholspeicher, der wiederum einen vollständigen Bildschirminhalt enthält, ein Teil des Speichers des Mikrorechners. Immer wenn der Mikrorechner zum Bildwiederholspeicher zugreifen will, wird die von der Bildsteuereinheit abgegebene Anzeigeadresse abgeschaltet und die entsprechende vom Mikrorechner abgegebene Adresse angelegt. Dies bedeutet, daß die normale Anzeige des Inhalts des Bildwiederholspeichers gestört wird und Aktivitäten des Mikrorechners auf dem Bildschirm als Störungen zu sehen sind. Es wäre denkbar, bei größeren Änderungen im Bildwiederholsoeicher das Bild dunkel zu tasten, bzw. bei kleinen Änderungen in der Austastlücke zuzugreifen. Außer dem Dunkeltasten des Bildes, das als störend empfunden wird, ist bei einer großen Zahl von Datenwörtern oder bei umfangreichen Datenwörtern eine Änderung des Bildwiederholspeichers zeitintensiv, da jeweils die Änderung nur in den Austastlücken erfolgen kann.

[0008] Die vierte denkbare Anordnung, unterscheidet sich von der dritten Anordnung dadurch, daß die Bildsteuereinheit beim Zugriff auf den Bildwiederholspeicher die höchste Priorität genießt. Dies bedeutet, daß der Mikrorechner durch die Bildsteuereinheit in einen Wartezustand gesetzt wird, wenn dieser auf den Bildwiederholspeicher zugreifen will. Der Mikrorechner kann in diesem Fall ebenfalls erst während der Austastlücke auf den Bildwiederholspeicher zugreifen. Mit Hilfe dieser Anordnung wird zwar das Dunkeltasten vermieden und auf dem Bild treten auch bei einer Änderung durch den Mikrorechner keine Störungen auf, jedoch ist auch hier eine verhältnismäßig lange Zeitdauer erforderlich, wenn größere Änderungen im Bildwiederholspeicher durchzuführen sind, da der Zugriff nur während der Austastlücken erfolgt.

[0009] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum Darstellen von Zeichen an einer Anzeigeeinheit anzugeben, bei der der Inhalt des Bildwiederholspeichers auch dann sehr schnell und ohne Störungen für den Betrachter geändert werden kann, wenn große Datenmengen im Bildwiederholspeicher geändert werden müssen.

[0010] Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Anordnung der eingangs genannten Art durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

[0011] Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, den Bildwiederholspeicher der Bildsteuereinheit jeweils nur solange zuzuordnen, wie für das Auslesen der Datenwörter für die Anzeige erforderlich ist. Während der übrigen Zeitdauer während der Darstellung des Zeichens kann der Bildwiederholspeicher wieder dem Mikrorechner zugeordnet werden. Da ein Warten auf die Austastlücke nicht mehr erforderlich ist, wird die maximale Wartezeit beispielsweise von 40 usec auf 700 nsec reduziert. Mit Hilfe der Anordnung ist es möglich, auf große Datenmengen sehr schnell im Bildwiederholspeicher zu ändern. Selbstverständlich kann die Anordnung auch derart ausgebildet sein, daß zusätzlich in der bekannten Weise während der Austastlücken beim Zeilen- und/oder Bildrücklauf der Bildwiederholspeicher dem Mikrorechner zugeordnet wird. Die Schaltstufe ist zweckmäßigerweise unter Verwendung von Kultiplexern aufgebaut, die wahlweise die von der Bildsteuereinheit abgegebene Anzeigeadresse oder die auf dem Adressenbus des Mikrorechners abgegebene Adresse zum Bildwiederholspeicher durchschaltet.

[0012] Gleichzeitig mit der Umschaltung des Adresseneingangs des Bildwiederholspeichers von der Bildsteuereinheit auf den Adressenbus des Mikrorechners können auch die Adresseneingänge des Zeichengenerators in der Bildsteuereinheit derart umgeschaltet werden, daß der Ausgang des Bildwiederholspeichers oder die vom Mikrorechner abgegebene Adresse dem Zeichengenerator zugeführt werden. Auf diese Weise wird insbesondere ein Beschreiben eines im Zeichengenerator vorgesehenen Schreib-Lesespeichers auf einfache Weise ermöglicht.

[0013] Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Anordnung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltbild der Anordnung,

Fig. 2 Zeitdiagramme von Signalen an verschiedenen Funkten der Anordnung,

Fig. 3 ein detailliertes Blockschaltbild der Anordnung.

[0014] Bei der in Fig. 1. dargestellten Anordnung werden Zeichen an einem Bildschirm B einer Anzeigeeinheit A dargestellt. Die Zeichen sind alphanumerische Zeichen und/oder grafische Zeichen. Den Zeichen zugeordnete Datenwörter sind in einem Bildwiederholspeicher BW gespeichert, der zyklisch ausgelesen wird. Die ausgelesenen Datenwörter D1 und D2 werden an eine der Anzeigeeinheit A vorgeschaltete Bildsteuereinheit BS abgegeben, die für die Darstellung der Zeichen einen Zeichengenerator Z und eine Anzeigesteuerung AS enthält. Der Zeichengenerator Z wird aus einem Festwertspeicher R0, aus einem Schreib-Lesespeicher RA und einer Schaltstufe AT gebildet. Der Festwertspeicher RO und der Schreib-Lesespeicher RA enthalten Codewörter C1, die den Formen der darzustellenden Zeichen zugeordnet sind. Die Schaltstufe AT schaltet die Datenwörter D2 als Codewörter C2 zur Anzeigsteuerung AS durch. Die Codewörter C2 sind Attributen zugeordnet, die die Darstellungsart der Zeichen definieren. Beispielsweise legen die Attribute die Vordergrundfarbe, die Hintergrundfarbe eine blinkende Darstellung oder eine nicht blinkende Darstellung fest. Für den richtigen Zeitablauf bei der Darstellung der Zeichen sorgt eine Zeitstufe ZS, die aus einem Taktgeber, mehreren Frequenzteilern und Zählstufen besteht. Die Zeitstufe ZS ist mit einem Adressenzähler AD verbunden, der Anzeigeadressen A1 über eine Schaltstufe SS an den Bildwiederholspeicher BW abgibt. Die Anzeigeadressen A1 werden zyklisch erhöht, so daß der Bildwiederholspeicher BW für die Darstellung der Zeichen zyklisch ausgelesen wird. Ein schematisch dargestellter Schalter in der Schaltstufe SS befindet sich, wenn die Anzeigeadressen A1 zum Bildwiederholspeicher BW durchgeschaltet werden, in der durchgezogen dargestellten Stellung. Der Schalter wird durch das Schaltsignal S betätigt, das immer dann den Schalter in die durchgezogen dargestellte Stellung bringt, wenn es den Binärwert 1 hat.

[0015] Das Einspeichern und das Aktualisieren der Datenwörter D1 und D2 im Bildwiederholspeicher BW erfolgt unter Verwendung eines Mikrorechners M, an dessen Datenbus DB über einen Datenpuffer DP der Bildwiederholspeicher BW angeschlossen ist. Über nicht dargestellte Eingabeeinheiten, beispielsweise über eine Tastatur werden die darzustellenden Zeichen dem Mikrorechner M zugeführt. Für das Einspeichern der Datenwörter D1 und D2 in den Bildwiederholspeicher BW nimmt der Schalter in der Schaltstufe SS die gestrichelt dargestellte Stellung ein und über einen Adressenbus AB werden dem Bildwiederholspeicher BW die entsprechenden Adressen A2 zugeführt, unter denen die Datenwörter D1 und D2 einzuspeichern sind.

[0016] Zur Vermeidung von Konflikten bei den Speicherzugriffen seitens der Bildsteuereinheit BS und seitens des Mikrorechners M auf dem BildwiederholsDeicher BW ist eine Speichersteuerung SP vorgesehen, die an den Mikrorechner M immer dann ein Bereitschaftssignal R abgibt, wenn dieser auf dem Bildwiederholspeicher BW zugreifen kann. Die Speichersteuerung SP ist mit der Zeitstufe ZS verbunden, so daß sichergestellt ist, daß immer dann, wenn der Mikrorechner M zugreift, sich der Schalter in der Schaltstufe SS in der gestrichelt dargestellten Stellung befindet und daß immer dann, wenn die Bildsteuereinheit BS zugreift, sich der Schalter in der durchgezogen dargestellten Stellung befindet.

[0017] Bei den in Fig. 2 dargestellten Zeitdiagrammen sind in Abszissenrichtung die Zeit t und in Ordinatenrichtung die Momentanwerte von Signalen an verschiedenen Punkten der Anordnung dargestellt. Das Schaltsignal S nimmt während der Darstellung jedes Zeichens am Bildschirm B wechselweise den Binärwert 0 und den Binärwert 1 an. Insgesamt sind in der Zeile N Zeichen darzustellen. Die Zeitdauer, die hierfür erforderlich ist, wird mit TD bezeichnet. Die Zeitdauer TZE, die für die Darstellung eines Zeichens erforderlich ist, ergibt sich durch eine Division der Zeitdauer TD durch die Anzahl N von Zeichen einer Zeile. Wenn das Schaltsignal S den Binärwert 1 annimmt und der Schalter in der Schaltstufe SS die durchgezogen dargestellte Stellung annimmt, wird die Adresse A1 zum Bildwiederholspeicher BW durchgeschaltet. Hierfür ist eine Schaltzeit TS erforderlich. Nach dieser Schaltzeit TS liegt die Adresse A, die der Adresse A1 zugeordnet ist, am Bildwiederholspeicher BW an. Nach einer Zugriffszeit TB stehen am Ausgang des Bildwiederholspeichers BW die Datenwörter D1 und D2 zur Verfügung. Nach einer Zugriffszeit TZ des Zeichengenerators Z stehen die Codewörter C1 und C2 zur Verfügung und können in der Anzeigesteuerung AS beispielsweise in ein Schieberegister übernommen werden. Für den Zugriff der Bildsteuereinheit BS ist eine Zeitdauer TBS erforderlich, die sich aus den Zeitdauern TS, TB und TZ zusammensetzt.-Anschließend kann die nächste Adresse A1 vorbereitet werden. Da jedoch das Schaltsignal S nach der Zeitdauer TBS den Binärwert 0 annimmt, wird diese Adresse A1 nicht mehr zum Bildwiederholspeicher BW durchgeschaltet. Stattdessen nimmt der Schalter in der Schaltstufe SS die gestrichelt dargestellte Stellung ein und der Bildwiederholspeicher BW wird dem Mikrorechner M zugeordnet. Wenn ein Schreib- oder Lesebefehl seitens des Mikrorechners M vorliegt, kann dieser während der Zeitdauer TM, die.sich aus der Zeitdifferenz zwischen der Zeitdauer TZE und TBS ergibt, auf den Bildwiederholspeicher BW zugreifen.

[0018] Der Mikrorechner M muß somit nicht warten, bis nach der Zeitdauer TD das N-te Zeichen dargestellt wurde und eine Austastlücke vorhanden ist, sondern er kann während der Darstellung jedes Zeichens zugreifen, so daß beispielsweise während eines einzigen Zeilenhinlaufs des Elektronenstrahls bei einer Darstellung von 40 Zeichen 40 Zugriffe zum Bildwiederholspeicher BW erfolgen können.

[0019] Bei dem in Fig. 3 dargestellten Schaltbild der Anordnung ist der Bildwiederholspeicher BW aus 6 Speichereinheiten ausgebildet und weist eine Speicherkapazität von 2 K mal 6 Byte auf. jedes Datenwort D1 wird aus einem Byte gebildet, während ein Datenwort D2, das den Attributen zugeordnet ist, 5 Bytes umfaßt. Bei der Darstellung der Zeichen an der Anzeigeeinheit A wird der Adressenzähler AD durch Taktimpulse fortgeschaltet, die in einem Taktgeber TG erzeugt werden. Die Taktimpulse werden Frequenzteilern FT, Zählstufen ZA und einem Zeitgeber ZG zugeführt, die die geeigneten Zeitverhältnisse herstellen. Die Zählstufen ZA zählen beispielsweise die Punkte der Zeichen innerhalb einer Linie, die Zeichen einer Zeile, die einzelnen Linien und die Anzahl der Zeilen in jedem Bild. Der Adressenzähler AD erhöht zyklisch seine Adressen A1 und gibt diese über einen Multiplexer M1 an den Bildwiederholspeicher BW. Der Multiplexer M1 wird, ebenso wie weitere Multiplexer M2 bis M4 durch das Schaltsignal S geschaltet, das von der Zählstufe ZA abgegeben wird. Die aus dem Bildwiederholspeicher BW ausgelesenen Attribute gelangen über einen Zwischenspeicher ZS als Datenwörter D2 zur Schaltstufe AT. Dort werden sie in Codewörter C2 umgesetzt, die der Anzeigesteuerung AS zugeführt werden. Die Datenwörter D1 gelangen über den Multiplexer M2 an den Festwertspeicher RO und unmittelbar vom Bildwiederholspeicher BW an den Schreib-Lesespeicher RA. Dort werden die entsprechenden Codewörter C1 ausgelesen und ebenfalls der Anzeigesteuerung AS zugeführt. Da sich die Zeichen einer Zeile über mehrere Linien erstrecken, werden über den weiteren Multiplexer M3 die Liniensignalen den Speichern RO und RA ebenfalls zugeführt. Die Auswahl zwischen den Speichern RO und RA erfolgt mittels einer Auswahlstufe SE.

[0020] Bei einem Zugriff durch den Mikroprozessor M gibt die Speichersteuerung SP das Bereitschaftssignal R ab. Das Schaltsignal S nimmt den Binärwert 1 an und schaltet die Multiplexer M1 bis M4 um. Vom Mikrorechner M werden Adressen A2 dem Bildwiederholspeicher BW und einem Adressendecodierer DE zugeführt, der die einzelnen Speichereinheiten auswählt. Bei einem Schreibvorgang werden die entsprechenden Datenwörter D1 und D2 über den Datenbus DB in einen Datenpuffer DP1 eingespeichert und nach dem Auftreten eines Schreibsignals W in den Bildwiederholspeicher BW eingeschrieben. Anschließend werden die Multiplexer M1 bis M4 wieder umgeschaltet, so daß die Bildsteuereinheit BS wieder Zugriff zum BildwiederholsDeicher BW hat. Falls in den Schreiblesespeicher RA neue Codewörter C1 eingeschrieben werden sollen, erfolgt dies ebenfalls über den Datenbus DB, in dem die entsprechenden Daten in einen Datenpuffer DP2 eingeschrieben werden. Der Multiplexer M4 schaltet dann vom Adressendecodierer DE abgegebene Signale durch und beim Auftreten des Schreibsignals W werden die im Datenpuffer DP2 zwischengespeicherten Daten eingespeichert. Auf diese Weise ist es möglich, den Zeichenvorrat im Zeichengenerator Z dynamisch zu verändern.

[0021] Die Anordnung eignet sich insbesondere bei der Verwendung im Zusammenhang mit dem Telekommunikationsdienst "Bildschirmtext", weil in diesem Fall die Zeichen, d.h. die alphanumerischen Zeichen und die grafischen Zeichen mit einer Vielzahl von Attributen versehen sind und bei einer Änderung im Bildwiederholspeicher BW große Datenmengen geändert werden müssen. Selbstverständlich läßt sich die Anordnung auch bei anderen Sichtgeräten einsetzen.

Ansprüche

1. Anordnung zum Darstellen von Zeichen an einer Anzeigeeinheit, bei der ein Bildwiederholsoeicher vorgesehen ist, der einerseits mit einer Bildsteuereinheit verbunden ist, die die Darstellung der Zeichen an der Anzeigeeinheit steuert und der andererseits an einen Mikrorechner angeschlossen ist und bei der der Adresseneingang des Bildwiederholspeichers wahlweise mit der Bildsteuereinheit oder mit dem Mikrorechner verbindbar ist, d a - d u r ch gekennzeichnet , daß eine Schaltstufe (SS) vorgesehen ist, die jeweils während einer Zeitdauer (TZE) die der Darstellung einer Linie eines Zeichens zugeordnet ist, den Bildwiederholspeicher (BW) wechselweise mit dem Mikrorechner (M) oder mit der Bildsteuereinheit (BS) verbindet.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Schaltstufe (SS) wechselweise die vom Mikrorechner (M) oder von der Bildsteuereinheit (BS) abgegebenen Adressen zum Bildwiederholspeicher (BW) durchschaltet.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, d a - durch gekennzeichnet, daß die Schaltstufe (SS) mindestens einen Multiplexer (M1) enthält.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Schaltstufe (SS) zusätzlich während der Austastlücken den Bildwiederholspeicher (BW) von der Bildsteuereinheit (BS) trennt und mit dem Mikrorechner (M) verbindet.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der der Zeichengenerator einen Festwertspeicher und einen Schreib-Lesespeicher enthält, dadurch gekennzeichnet , daß die Schaltstufe (SS) gleichzeitig mit dem Herstellen der Verbindung zwischen dem Bildwiederholspeicher (BW) und dem Mikrorechner (M) eine Verbindung zwischen dem Schreib-Lesespeicher (RA) und dem Mikrorechner (M) herstellt.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß dem Bildwiederholspeicher (BW) ein Zwischenspeicher (ZS) nachgeschaltet ist, in dem den darzustellenden Zeichen zugeordnete Attribute in Form von Datenwörtern (D2) zwischenspeicherbar sind.

Zeichnung